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Bild: Aufbau einer Ziehstufe

Federn werden aus Draht- oder Bandmaterial hergestellt. Beim Herstellen von Draht werden Drahtziehmaschinen mit bis zu 15 hintereinander angeordneten Ziehstufen eingesetzt.

Die im Bild dargestellte Ziehmaschine hat 90 Stufen. In jeder Ziehstufe wird der Draht von einer Rolle – einem sogenannten Poller – abgewickelt und nach dem Durchlaufen des Ziehkastens mit dem Ziehsteins wieder auf eine Rolle aufgewickelt.

Jeder Poller ist dabei Abwickel- und Aufwickelrolle zugleich. Im Ziehstein wird der Durchmesser des Drahtes durch Massivumformung verringert. Dies geschieht durch Hintereinanderanordnung von Ziehstufen so lange, bis der gewünschte Drahtdurchmesser erreicht ist.

Jeder Poller wird durch einen Motor angetrieben, dessen Drehzahl an die Geschwindigkeit des Drahtes angepasst ist. Die Geschwindigkeit des Drahtes erhöht sich infolge der Querschnittsabnahme von Stufe zu Stufe. Deshalb muss auch die Drehzahl der Motoren von Stufe zu Stufe zunehmen.

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Als Drahtmaterial wird hauptsächlich patentiert gezogener unlegierter Federstahldraht nach DIN EN10270-1 bzw. ölschlussvergüteter Federstahldraht nach DIN EN10270-2 verwendet. In beiden Fällen wird Walzdraht als Ausgangsmaterial eingesetzt. Beim Herstellen patentierter Federstahldrähte für überwiegend statisch beanspruchte Federn wird der Walzdraht zunächst patentiert und anschließend gebeizt und phosphatiert. Beim Patentieren im Bleibad wird das Drahtgefüge homogenesiert. Beizen dient der Reinigung des Drahtes, Phosphatieren der Vorbereitung für das Ziehen. Beim Drahtziehen mittels Drahtziehmaschine werden der geforderte Drahtdurchmesser D und die Zugfestigkeit Rm des Drahtes eingestellt. Die Durchmesserabnahme zwischen Walzdraht und fertigem Draht wird durch das Umformvermögen des Drahtes begrenzt. Deshalb muss bei großer Durchmesserabnahme das Drahtgefüge durch Wärmebehandlung, das so genannte Zwischenpatentieren, erneut homogenisiert werden. Patentiert gezogener Draht weist auf Grund der Kaltumformung eine Texturstruktur auf. Die Herstellung ölschlussvergüteter Federstahldrähte für dynamisch hochbeanspruchte Federn, z. B. Ventilfedern, erfolgt bis auf zwei Unterschiede nach den gleichen Verfahren. Der wesentliche Unterschied besteht in der Ölhärtung mit der die Zugfestigkeit Rm eingestellt wird. Dazu wird der Draht auf 900 °C erhitzt und im Ölbad abgeschreckt. Dadurch entsteht das für dynamische Belastungen erforderliche gleichmäßige Gefüge. Der zweite Unterschied besteht im so genannten Schälen des Drahtes. Hierbei werden festigkeitsmindernde Verunreinigungen in der Walzdrahtaußenschicht durch mechanischen Abtrag von 0,2 bis 0,3 mm Dicke beseitigt. In beiden Fällen wird der Draht vor der Auslieferung einer Schlusskontrolle unterzogen, bei der die Formmaße, die mechanischen Eigenschaften und die Metallographie des Drahtes stichprobenartig geprüft werden.

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